貴州藥-糧種植經濟效益和碳足跡分析*

石春柳， 梁 龍

（1.貴州財經大學鄉村振興戰略研究所，貴州 貴陽 550025；2.貴州財經大學管理科學與工程學院，貴州 貴陽 550025）

0 引言

習近平總書記在黨的二十大報告中強調建設美麗中國，要始終踐行綠水青山就是金山銀山的發展理念，積極穩妥推進碳達峰碳中和，發展綠色產業，推動形成綠色低碳生產生活方式。產業興旺是夯實鄉村振興的基石，貴州省通過反復探索，確定依托生態資源優勢，創建12 項特色優勢農業產業。中藥材產業作為貴州省重點發展的十二大特色產業之一，截至2021 年底，全省中藥材總面積515 740 ha，位居全國第二，產量274.13 萬t，產值262.59 億元，其中，天麻、太子參等位居全國第一位，產業發展非常迅速，前景較好。

在產業發展過程中，學術界對中藥材產業從不同角度進行了探索，希望踐行“兩山理論”，在創造良好經濟效益的同時，實現產業的綠色低碳、生態可持續發展。首先，部分學者對中藥材生態化進行了界定，明確了中藥生態發展原理，強調中藥材的種植要由化學農業向生態農業模式轉變，實現低碳綠色發展[1-3]，并采用不同的方法對中藥材所含風險物質進行了評估，關注其潛在的藥理危害和生態風險[4-7]。其次，從產業價值鏈視角為中藥產業綠色轉型提供了思路[8]。強調以全產業鏈建設促進產業現代化過程中，中藥材產業需走綠色生產模式[8-11]。此外，在藥理生態研究和產業綠色發展的同時，部分學者也關注中藥材林下田間種植的生態風險，指出當前中藥材在種植過程中存在化肥農藥使用不合理、農藥殘留超標等問題[12]，而微生物肥料能減少農藥化肥在中藥材種植中的用量，還能提高品質[13]，同時免耕技術和田間雜草在中藥生態化中也具有一定的作用[14-15]。對中藥材產業的綜合效益評價也是一大熱點，眾多學者從單一或綜合效益方面，對產業進行了多方評估[16-19]。

相關研究表明，當前中藥材生產已取得較好的經濟效益，但相對粗放的產業發展模式顯然與國家倡導的“雙碳”目標不符[20]，既要綠水青山又要金山銀山是貴州產業需要迫切解決的問題。眾多研究中，中宏觀層面的研究較多，而且方法相對單一。事實上，很多中藥材發展地區都是將傳統種玉米的山地和坡地改種中藥材，在這一轉變過程中，采用多種方法對產業結構調整過程中經濟和生態效益同步研究的關注較少。因此，本研究以貴州省典型的玉米改種太子參為例，基于生命周期視角，采用投入產出法、碳足跡法從微觀角度對藥-糧種植的經濟效益和生態效益進行分析，為貴州省中藥材產業實現可持續、生態化、高質量發展提供建議。

1 數據來源與研究方法

1.1 研究區域概況

牛大場鎮隸屬于貴州省施秉縣，海拔在600 m~1 000 m 之間，年均降雨量1 060 mm，年均氣溫14℃~16 ℃，無霜期255~294 天，其土壤呈弱堿性，有豐富的腐殖質，是太子參的理想生長環境。糧食作物以玉米、水稻為主，在政府引導和經濟利益的驅動下，農戶將原來在山坡地種植的玉米大量改種太子參。經過十多年的發展，太子參產業成為該鎮的農業主導產業，施秉也是全國最大的太子參產區，其產量占全國總產量近三分之一。貴州于2004 年通過國家GAP認證，成為全國太子參規范化種植基地。

1.2 數據獲取

本研究數據來自2022 年課題組成員對施秉縣牛大場鎮太子參和玉米種植主體的調查，采用問卷調查方法，對牛大場鎮從事太子參和玉米生產的農戶進行生產現狀的問卷調查，太子參和玉米規模種植戶分別調查35 戶。通過問卷調查和半結構訪談形式，對農戶生產情況進行調查，即調查在種植過程中種子、化肥、農藥、燃油、機械以及勞動力等要素的物質流和經濟流投入和產出情況。當地烤煙種植面積較大，種植用地大部分為流轉土地，烤煙采收后直接種植玉米，因此需要支付土地承包費用。所有原始數據運用Excel 進行數據處理分析，結果見表1。因玉米種植基本是農戶自主生產，采收后簡易曬干、脫粒，作為養殖飼料，少量用于食用，基本不流通到市場中，為保持比較研究中的科學性，故以當地玉米銷售市場價格計算農戶玉米生產的銷售收入。

表1 太子參、玉米種植單位面積投入產出數據

1.3 研究方法

1.3.1 投入產出法

本研究利用投入產出法計算不同作物種植的經濟效益，計算公式見式（1）。

式中：Ie為不同作物生產的經濟產投比，Io和Ii分別是不同作物的經濟產出和投入值。

1.3.2 碳足跡法

本研究采用碳足跡法來分析太子參和玉米種植過程中各種農資投入對環境產生的影響，具體包括勞動力、燃油、農藥、機械、肥料等農資投入引發碳排放和種植階段N肥施用引發土壤排放N2O 轉化為CO2當量。具體計算公式見式（2）和式（3）。

式中：EN2O為農作過程中N 肥施用導致土壤產生的N2O；Nt表示包括無機肥和有機肥在內的總氮投入量；C為作物生產碳排放總量；Ci為種植過程中各類農資投入產生的碳排放；GHGN2O為N 肥施用引發土壤排放N2O 轉化為CO2當量；Gi為不同碳源投入量；δi為各碳源排放相關系數（相關農資投入碳足跡系數見表2），1.57 是N 轉換為N2O 的轉換系數，298 是100 年尺度上N2O 等量于CO2的全球潛在增溫趨勢。單位經濟產值碳足跡和單位產品碳足跡計算公式見式（4）和式（5）。式中：CI為單位產品經濟產值碳足跡；IO為不同作物經濟凈利潤。Cp為單位產品碳足跡；P為不同作物產量。

2 結果與分析

2.1 經濟效益分析

從表1 數據可以看出，太子參種植過程中化肥、土地承包費用、農藥投入占比較大，依次為25.65%、21.24%、20.42%。其次是種子的投入，占了總投入的16.56%。因太子參生長對養分需求量大，因此在種植過程中需要施用大量的化肥、農藥（主要以壯根營養液、殺蟲劑為主）以保證太子參產量。其次，施秉縣太子參種植規模較大，主要以種植大戶承包農戶閑散土地，形成連片種植為主，因此，土地承包費用投入較多。太子參種植屬于勞動密集型產業，由于目前尚未研發出采收機器，大量勞動力的投入主要是在太子參的采收階段。玉米種植中肥料和土地承包投入較多，兩項投入占到了總投入的68.92%。綜合來看，化肥、農藥以及土地承包費用的投入在藥-糧種植中都屬于高投入項目，在降低成本、提升品質的新型農業轉型中是需要重點關注的環節。

表3 數據顯示，太子參種植的經濟效益各項指標都遠遠大于玉米種植的經濟效益。按照目前兩種作物的市場收購價計算，太子參為16 元/kg，玉米為2.6 元/kg。兩種作物產值中，太子參單位面積產值為120 895.52 元/ha，玉米單位面積產值為26 232.83 元/ha，太子參產值是玉米產值的4.6 倍，太子參單位面積凈利潤為87 400 元，是玉米的6.13 倍。從投入產出效益來看，玉米產投比為2.19，太子參是3.6，即投入是產出的360%，太子參是玉米的1.64 倍，太子參的收益率是玉米的2 倍多。因此，相比于傳統的糧食種植模式，貴州省大力發展中藥材產業確實能夠提高農民的經濟收入，促進經濟發展。

表3 太子參、玉米單位產出及收益情況

2.2 碳足跡分析

從表4 和圖1 可以看出，太子參種植過程中單位面積總碳足跡為21 950.74 kgCO2eq/ha，其中N 肥的投入間接引發碳排放量和施用N 肥引發土壤碳排放量較高，分別為12 451.24 kgCO2eq/ha、 5 709.76 kgCO2eq/ha，兩者占總碳排放的82.73%，其次是P2O5和K2O 的投入引發的碳排放，二者碳足跡分別為2 026.34 kgCO2eq/ha 和887.27 kgCO2eq/ha，分別占總碳排放的9.23%和4.04%；其余生產農資投入，如勞動力、機械、燃油、農藥和農家合計碳排放量為876.14 kgCO2eq/ha，5 項共占總排放的4%。單位凈利潤碳足跡為3.98 元/kgCO2eq，表明太子參種植每排放1 kgCO2eq 可為生產經營者帶來3.98 元的利潤。單位產品碳足跡為2.91 kgCO2eq/kg，表明每生產1 kg 的太子參，將引起2.91 個單位的CO2釋放。玉米種植單位面積總碳足跡為9 132.21 kgCO2eq/ha，其中最主要排放源為N 肥，N 肥的投入間接引發碳排放量和施用N 肥引發土壤碳排放量較高，分別為5 805.02 kgCO2eq/ha 和2 739.61 kgCO2eq/ha，占總碳排放的93.57%。其次分別為P2O5、燃油、農藥、K2O、勞動力、機械。太子參碳排放相較于玉米而言，除了農藥使用引發碳排放低于玉米，其余各項農資投入碳排放都高于玉米。太子參和玉米的單位產品的碳足跡分別是2.91 kgCO2eq/kg 和0.91 kgCO2eq/kg，也就是說每生產1 單位產品太子參比玉米多排放2 個單位的CO2。太子參和玉米凈利潤的碳足跡分別為3.98元/kgCO2eq 和1.56 元/kgCO2eq，太子參是玉米的2.55 倍。因此，從面積碳足跡和產品碳足跡而言，太子參都高于玉米，但從凈利潤碳足跡來看，太子參單位碳排放的利潤是傳統玉米的2.55倍。

圖1 太子參和玉米種植碳排放比較

表4 太子參、玉米種植碳排放數據

3 討論

3.1 經濟效益對標分析

該研究對太子參和玉米種植的各項農資經濟投入和產出進行核算，比較分析藥-糧種植兩種模式下的經濟效益，研究發現太子參的經濟效益遠大于玉米。從太子參種植過程中的投入來看，化肥、農藥以及用于承包土地的費用投入較多，三項占總投入67.31%。

對中藥材經濟效益核算的研究成果也比較豐富，部分研究見表5。相比于陜西省黃芩、云南省龍膽草和木香種植，貴州省太子參種植成本投入較高，單位面積產值也高于龍膽草和木香，太子參產值是龍膽草和木香的2 倍多。表明太子參相比于其他中藥材經濟效益更優。福建省太子參種植投入和產值都高于貴州省太子參種植，原因是當年太子參市場收購價是目前的3 倍還多，2012 年為53 元/kg，2022 年是16 元/kg，但貴州省太子參單位面積產量比福建省高3 748.97 kg。由此可以發現太子參市場價格波動較大，從長遠來看具有不穩定性。因此要保證農戶的種植有長期穩定的收入，穩定市場收購價是基礎和前提。相關實驗證明施用科學配比化肥，能使太子參每公頃增產240 kg，增產率達200%。同時，提高機械化生產水平，能夠提升太子參的品相，提升經濟價值[26-27]。

表5 不同區域中藥材成本收益情況

3.2 碳足跡對標分析

本研究采用碳足跡法對太子參和玉米種植過程中各種農資和勞動力投入引起的碳排放進行核算，研究結果顯示太子參種植單位面積碳足跡比玉米高12 818.53 kgCO2eq/ha，太子參碳足跡中各項碳源除農藥投入的碳足跡比玉米低，其余各項均高于玉米。兩種作物碳排放貢獻最大的都是種植過程中N 肥投入和施用N 肥引發土壤碳排放。可見，科學合理施用化肥，在滿足作物生長養分需求的最大限度內，減少化肥使用量，用有機肥替代化肥，既能直接減少CO2的排放，又能實現中藥材綠色低碳、生態化發展。

有關中藥材施肥量與糧經作物碳足跡相關研究成果見表6。與云南省三七種植和甘肅省黨參種植相比，貴州省太子參種植氮肥、磷肥、鉀肥施用量遠遠高于三七和黨參。與實驗條件下太子參科學施肥配比量（N 75 kg/ha、P2O590 kg/ha和K2O 120 kg/ha）差距較大。因此貴州省太子參種植根據土壤特性，減少化肥施用，避免過量施用，是未來太子參產業綠色低碳發展的有效措施。相關研究表明太子參連作會降低產量與品質[31]，因此太子參種植要頻繁更換種植地，調研中了解到最多不能連作超過5 年。本研究中太子參在肥料投入中有機肥僅為2 296.27 kg/ha，占總施肥量的33%。因此要科學合理施用化肥，增加生物有機肥的使用量[32-34]，維持土壤的健康性，推動中藥材產業實現可持續、健康、綠色、高效發展。糧改經碳足跡研究表明，經濟作物單位面積碳足跡高于糧食作物，表明貴州省糧改過程中經濟作物對環境的潛在威脅較糧食作物大，因此在擴大經濟作物種植規模的同時，要重視產業綠色生態化發展。貴州省玉米種植碳足跡是黑龍江省的2.8 倍，玉米作為貴州省主要糧食作物之一，要在保障糧食安全的同時，實現減碳化生產。

表6 不同區域中藥材化肥施用與糧經作物碳足跡情況

4 結語

貴州省自然資源豐富，中藥材種類眾多，中藥材產業作為十二大特色產業之一，在鞏固拓展脫貧攻堅成果、有效銜接鄉村振興中持續發力。本研究對太子參和玉米經濟流和物質流進行核算，采用投入產出法和碳足跡法計算兩種作物經濟效益和碳足跡，并進行比較分析。研究結果表明太子參經濟效益大于玉米，太子參單位面積產值為120 895.52 元/ha，是玉米的4.6 倍，凈利潤為87 400 元，是玉米的6.13 倍。因此，貴州省大力發展中藥材產業能實現農民增收，同時促進就業，拓展增收渠道，進一步推進鄉村振興。從碳足跡來看，太子參碳排放量大于玉米，單位面積總碳排放量為21 950.74 kgCO2eq/ha，比玉米多12 818.53 kgCO2eq/ha，最主要的碳源是化肥，其中，氮、磷、鉀肥投入引發的碳排量放分別為12 451.24 kgCO2eq/ha、2 026.34 kgCO2eq/ha、887.27 kgCO2eq/ha。因此，科學合理施用化肥，增加生物有機肥施用，是實現中藥材產業綠色低碳發展的重要措施。同時，通過提高機械投入，減少人工成本，也能提高經濟效益。